JP5372527B2 - Ophthalmic laser treatment device - Google Patents

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Description

本発明は、患者眼にレーザ光を照射して光凝固治療等を行う眼科用レーザ治療装置に関する。   The present invention relates to an ophthalmic laser treatment apparatus that performs photocoagulation treatment by irradiating a patient's eye with laser light.

眼底にレーザ光を照射して光凝固治療等を行う従来のレーザ治療装置では、一つのスポットに形成されたレーザ光が患者眼の患部に照射されるように構成されていた。レーザ光のスポット位置を変える場合には、レーザ光が導光されるデリバリ光学系を術者が移動させるか、レーザ光を患者眼に向けて反射する反射ミラーをマニュピレータの操作により移動させて治療を行う(例えば、特許文献1参照)。   A conventional laser treatment apparatus that performs photocoagulation treatment by irradiating the fundus with a laser beam is configured to irradiate an affected area of a patient's eye with a laser beam formed in one spot. When changing the spot position of the laser beam, the operator moves the delivery optical system that guides the laser beam, or moves the reflection mirror that reflects the laser beam toward the patient's eye by operating the manipulator. (For example, refer to Patent Document 1).

また、術者が反射ミラーを移動させる代わりに、レーザ光の一つのスポットを予め定めたパターンでスキャナーにより走査する装置が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。   In addition, an apparatus has been proposed in which an operator scans one spot of laser light with a scanner in a predetermined pattern instead of moving a reflecting mirror (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

特開2002−224154号公報JP 2002-224154 A WO2007/035855 A2WO2007 / 035855 A2 特表2008−504075号公報Special table 2008-504075 gazette

しかしながら、特許文献1の従来装置においては、網膜性光凝固のように多数の患部にレーザ光を照射する場合、術者はレーザ光の照射位置毎にデリバリ光学系又は反射ミラーを移動させなければならず、手間であると共に治療時間が長く掛かっていた。   However, in the conventional device of Patent Document 1, when irradiating a large number of affected areas with laser light as in retinal photocoagulation, the operator must move the delivery optical system or reflection mirror for each laser light irradiation position. In addition, it took time and treatment time.

特許文献2、3のようにスキャナーを利用する装置においては、術者の手間は軽減されるものの、一つのスポットを移動させているため、各スポット位置でのレーザ照射時間が特許文献1と同じ時間に設定されている場合には、治療時間が長く掛かり、患者の負担が大きくなる。各スポット位置でのレーザ照射時間を短縮し、代わりにレーザ光の出力を増大させると、今までの術者の経験が生かされず、適切な凝固斑が形成されにくくなる問題、短い照射時間での出力の増大に伴って患者眼の痛み、出血が起きやすくなる問題が危惧される。   In an apparatus using a scanner as in Patent Documents 2 and 3, although the labor of the operator is reduced, since one spot is moved, the laser irradiation time at each spot position is the same as that in Patent Document 1 When the time is set, the treatment time is long and the burden on the patient increases. If the laser irradiation time at each spot position is shortened and the output of the laser beam is increased instead, the experience of the previous operator will not be utilized, and appropriate coagulation spots will not be formed easily. There is a concern that the patient's eye pain and bleeding are likely to occur as the output increases.

本発明は、術者の手間の軽減、治療時間の短縮を図ることができ、また、術者の経験を生かした照射条件で治療を行うことができる眼科用レーザ治療装置を提供することを技術課題とする。   The present invention provides a technique for providing an ophthalmic laser treatment apparatus that can reduce the labor of an operator and shorten the treatment time and can perform treatment under irradiation conditions that make use of the experience of the operator. Let it be an issue.

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.

(1)レーザ光を患者眼に照射する眼科用レーザ治療装置において、レーザ光源から出射されたレーザ光を患者眼のターゲット面で複数のスポットに形成するデリバリ光学系を備え、前記デリバリ光学系は、入射するレーザ光を所定パターンの複数の回折光に分岐する回折光学素子と、該回折光学素子の前記レーザ光源側に配置され、前記ターゲット面におけるスポット間隔を変えずにスポットサイズを変える第1ズーム光学系と、前記回折光学素子の前記ターゲット面側に配置され、前記ターゲット面でのスポット間隔およびスポットサイズを変える第2ズーム光学系と、を備えることを特徴とする。
(1) In an ophthalmic laser treatment apparatus that irradiates a patient's eye with laser light, the apparatus includes a delivery optical system that forms laser light emitted from a laser light source into a plurality of spots on a target surface of the patient's eye , and the delivery optical system includes: a diffractive optical element for splitting the laser beam incident to a plurality of diffraction light of a predetermined pattern, arranged in the laser light source side of the diffraction optical element, a first changing the spot size without changing the spot spacing in the target surface A zoom optical system; and a second zoom optical system that is disposed on the target surface side of the diffractive optical element and changes a spot interval and a spot size on the target surface .

本発明によれば、術者の手間の軽減、治療時間の短縮を図ることができ、また、術者の経験を生かした照射条件で治療を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the labor of the operator and shorten the treatment time, and it is possible to perform treatment under irradiation conditions that make use of the experience of the operator.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は眼科用レーザ治療装置の概略構成図である。図2は、光学系及び制御系の構成図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ophthalmic laser treatment apparatus. FIG. 2 is a configuration diagram of the optical system and the control system.

レーザ治療装置は、双眼顕微鏡の観察光学系10及び照明光学系20が設けられたスリットランプ1と、レーザ光源が配置された装置本体50と、装置本体50からのレーザ光を伝送する光ファイバ30と、光ファイバ30から出射したレーザ光を患者眼の眼底等の患部に照射するレーザデリバリ光学系40と、から構成されている。観察光学系10、照明光学系20及びレーザデリバリ光学系40は、基台3上を移動可能な移動台2に搭載されている。基台3には、患者の顔を支持するチンレスト4が設けられている。移動台2は、術者に操作されるジョイスティック5によって患者眼に対して移動される。   The laser treatment apparatus includes a slit lamp 1 provided with an observation optical system 10 and an illumination optical system 20 of a binocular microscope, an apparatus main body 50 in which a laser light source is disposed, and an optical fiber 30 that transmits laser light from the apparatus main body 50. And a laser delivery optical system 40 that irradiates the affected part such as the fundus of the patient's eye with the laser light emitted from the optical fiber 30. The observation optical system 10, the illumination optical system 20, and the laser delivery optical system 40 are mounted on the movable table 2 that can move on the base 3. The base 3 is provided with a chin rest 4 that supports the patient's face. The moving table 2 is moved with respect to the patient's eye by a joystick 5 operated by an operator.

図2において、観察光学系10は、左右の観察光路で共用される対物レンズ11、左右の各光路に配置された変倍レンズユニット12、術者保護フィルタ13、結像レンズ14、正立プリズム15、視野絞り16、接眼レンズ17を備える。   In FIG. 2, an observation optical system 10 includes an objective lens 11 shared by the left and right observation optical paths, a variable power lens unit 12 arranged in each of the left and right optical paths, an operator protection filter 13, an imaging lens 14, and an erecting prism. 15, a field stop 16, and an eyepiece 17.

照明光学系20の照明光源21より出射した可視光束は、コンデンサレンズ22を透過した後、可変アパーチャ23により高さを、可変スリット板24により幅が決定され、スリット状の光束に形成される。可変スリット板24を通過したスリット照明光は投影レンズ25を介した後、ミラー26で反射されて患者眼PEを照明する。眼底の観察及び眼底の光凝固の場合には、角膜の屈折力をキャンセルするコンタクトレンズCLが使用される。   The visible light beam emitted from the illumination light source 21 of the illumination optical system 20 passes through the condenser lens 22, and then the height is determined by the variable aperture 23 and the width is determined by the variable slit plate 24, and is formed into a slit-shaped light beam. The slit illumination light that has passed through the variable slit plate 24 passes through the projection lens 25 and is then reflected by the mirror 26 to illuminate the patient's eye PE. In the case of fundus observation and fundus photocoagulation, a contact lens CL that cancels the refractive power of the cornea is used.

装置本体50は、治療用レーザ光源51、赤色のエイミング光を発生する半導体レーザ等のエイミング光源52を備える。レーザ光源51は、光凝固治療に適した可視域波長(例えば、波長532nm)のレーザ光を出射する。レーザ光源51から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ53により一部が反射され、出力センサ54によりレーザ光の出力がモニタされる。ビームスプリッタ53を透過したレーザ光は、ダイクロイックミラー55によりエイミング光源52からのエイミング光と同軸にされ、集光レンズ56により光ファイバ30へ入射される。   The apparatus main body 50 includes a treatment laser light source 51 and an aiming light source 52 such as a semiconductor laser that generates red aiming light. The laser light source 51 emits laser light with a visible wavelength (for example, wavelength 532 nm) suitable for photocoagulation treatment. A part of the laser light emitted from the laser light source 51 is reflected by the beam splitter 53, and the output of the laser light is monitored by the output sensor 54. The laser light transmitted through the beam splitter 53 is made coaxial with the aiming light from the aiming light source 52 by the dichroic mirror 55, and is incident on the optical fiber 30 by the condenser lens 56.

装置本体50から出射されたレーザ光及びエイミング光は、ファイバ30によりレーザデリバリ光学系40へと伝送される。なお、図2の実施形態ではファイバ30として、コア径50μmを持つものが使用されている。   Laser light and aiming light emitted from the apparatus main body 50 are transmitted to the laser delivery optical system 40 through the fiber 30. In the embodiment of FIG. 2, a fiber 30 having a core diameter of 50 μm is used.

レーザデリバリ光学系40は、ターゲット面FO(眼底)で所定パターンの複数のスポットを形成するための回折光学素子(Diffractive Optical Elements:以下、DOEと略す)44を備える。DOE44を挟んで、DOE44の入射側であるレーザ光源51側には、第1ズーム光学系41が配置され、DOE44の出射側であるターゲット面FO側には第2ズーム光学系45が配置されている。第2ズーム光学系45を通過したレーザ光(及びエイミング光)は、照明光学系20の照明光軸上に配置されたダイクロイックミラー48により反射され、照明光学系20で共用される投影レンズ25、ミラー26を介して患者眼に向けられる。なお、ダイクロイックミラー48は、レーザ光源51からのレーザ光をほぼ反射し、赤色のエイミング光をある程度反射し、照明光源21からの白色光をある程度透過させる特性を有している。   The laser delivery optical system 40 includes a diffractive optical element (hereinafter abbreviated as DOE) 44 for forming a plurality of spots having a predetermined pattern on the target surface FO (fundus). The first zoom optical system 41 is disposed on the laser light source 51 side that is the incident side of the DOE 44 with the DOE 44 interposed therebetween, and the second zoom optical system 45 is disposed on the target surface FO side that is the emission side of the DOE 44. Yes. The laser light (and aiming light) that has passed through the second zoom optical system 45 is reflected by the dichroic mirror 48 disposed on the illumination optical axis of the illumination optical system 20 and is shared by the illumination optical system 20. It is directed to the patient's eye through the mirror 26. Note that the dichroic mirror 48 has characteristics of substantially reflecting the laser light from the laser light source 51, reflecting the red aiming light to some extent, and transmitting the white light from the illumination light source 21 to some extent.

第1ズーム光学系41は、光軸方向に移動される凸レンズ42a及び凹レンズ42bを備える。凸レンズ42aはバリエータレンズの役割を果たし、凸レンズ42bの移動によりターゲット面FOに形成されるスポットサイズが変更可能にされる。凹レンズ42bは、コンペンセータレンズの役割を果たし、DOE44に対して略平行光束が入射するように凸レンズ41aと連動して光軸方向に移動される。凸レンズ42a及び凹レンズ42bは、モータ及び移動機構を持つ駆動ユニット43により連動して光軸方向に移動されるが、写真用カメラ等に利用されている周知のズームレンズ鏡筒用カム機構を使用することができる。また、ズームレンズ鏡筒用カム機構を使用することにより、手動操作によっても凸レンズ42a及び凹レンズ42bを連動して移動することができる。   The first zoom optical system 41 includes a convex lens 42a and a concave lens 42b that are moved in the optical axis direction. The convex lens 42a serves as a variator lens, and the spot size formed on the target surface FO can be changed by the movement of the convex lens 42b. The concave lens 42b serves as a compensator lens, and is moved in the optical axis direction in conjunction with the convex lens 41a so that a substantially parallel light beam is incident on the DOE 44. The convex lens 42a and the concave lens 42b are moved in the optical axis direction in conjunction with a drive unit 43 having a motor and a moving mechanism. However, a well-known zoom lens barrel cam mechanism used for a photographic camera or the like is used. be able to. Further, by using the zoom lens barrel cam mechanism, the convex lens 42a and the concave lens 42b can be moved in conjunction with each other even by manual operation.

第2ズーム光学系45は、光軸方向に移動される凸レンズ46a及び凹レンズ46bを備える。凸レンズ46aには第1ズーム光学系41を経て平行光束が入射され、凸レンズ46aの焦点面に、物面となるファイバ30の出射端面(コア)の拡大像が形成される。第1ズーム光学系41と第2ズーム光学系45との間にDOE44が配置されている構成では、凸レンズ46aの焦点面にDOE44の回折角に応じてマルチスポットが形成される。凹レンズ46bは、DOE44及び凸レンズ42aによって、凸レンズ46aの焦点面に形成されたスポットを拡大する役割を果たす。凸レンズ46aはターゲット面FOにピントが合うように、凹レンズ46bと連動して移動される。第2ズーム光学系45では、凸レンズ46aがコンペンセータレンズとして機能し、凹レンズ46bがバリエータレンズとして機能する。凸レンズ46a及び凹レンズ46bは、モータ及び移動機構を持つ駆動ユニット47により連動して光軸方向に移動されるが、第1ズーム光学系41と同様に、周知のズームレンズ鏡筒用カム機構を使用することができる。第2ズーム光学系45も駆動ユニット47が使用される代わりに、手動によって各構成レンズが手動で移動される構成でもよい。   The second zoom optical system 45 includes a convex lens 46a and a concave lens 46b that are moved in the optical axis direction. A parallel light beam is incident on the convex lens 46a through the first zoom optical system 41, and an enlarged image of the exit end face (core) of the fiber 30 serving as an object surface is formed on the focal plane of the convex lens 46a. In the configuration in which the DOE 44 is disposed between the first zoom optical system 41 and the second zoom optical system 45, a multi-spot is formed on the focal plane of the convex lens 46a according to the diffraction angle of the DOE 44. The concave lens 46b serves to expand a spot formed on the focal plane of the convex lens 46a by the DOE 44 and the convex lens 42a. The convex lens 46a is moved in conjunction with the concave lens 46b so that the target surface FO is in focus. In the second zoom optical system 45, the convex lens 46a functions as a compensator lens, and the concave lens 46b functions as a variator lens. The convex lens 46a and the concave lens 46b are moved in the direction of the optical axis in conjunction with a drive unit 47 having a motor and a moving mechanism. However, as with the first zoom optical system 41, a known zoom lens barrel cam mechanism is used. can do. The second zoom optical system 45 may be configured such that each component lens is manually moved instead of using the drive unit 47.

DOE44は、硝子、石英又は樹脂などの透光体に回折を発生させる微小な溝が形成された光学素子である。DOE44の微小な溝を設計することにより、DOE44を通過する光に任意のパターンの回折現象を与えることができる。本実施形態のDOE44は、入射するレーザ光を所定パターンの複数の回折光に分岐し、ターゲット面に所定パターンの複数のスポット(マルチスポット)を形成するように設計されている。例えば、図5(a)のように、DOE44による回折光の分岐は、凸レンズ46aの焦点面に9個の円形スポットが等間隔で格子状に配列されるように設計され、且つコア径が50μmのファイバ30を使用し、第1ズーム光学系41及び第2ズーム光学系45により変えられる倍率がそれぞれ1倍のときに、ターゲット面FOでのスポットが直径50μmとなり、スポットの中心間距離が100μmとなるように設計されている。また、DOE44は、マルチスポットの各スポットのサイズ及びエネルギ強度が全て略同一とする特性を持つように設計されている。なお、DOEでは、1つのスポットの形状を、円形の他、四角形状、六角形状等、自由に設計できる。   The DOE 44 is an optical element in which minute grooves that generate diffraction are formed in a light transmitting body such as glass, quartz, or resin. By designing the minute groove of the DOE 44, it is possible to give a diffraction phenomenon of an arbitrary pattern to the light passing through the DOE 44. The DOE 44 of the present embodiment is designed to branch incident laser light into a plurality of diffracted lights of a predetermined pattern and form a plurality of spots (multi-spots) of a predetermined pattern on the target surface. For example, as shown in FIG. 5A, the branching of the diffracted light by the DOE 44 is designed so that nine circular spots are arranged in a lattice pattern at equal intervals on the focal plane of the convex lens 46a, and the core diameter is 50 μm. When the magnification changed by the first zoom optical system 41 and the second zoom optical system 45 is 1 ×, the spot on the target surface FO has a diameter of 50 μm, and the distance between the centers of the spots is 100 μm. It is designed to be. Further, the DOE 44 is designed so that the size and energy intensity of each spot of the multi-spot are all substantially the same. In addition, in DOE, the shape of one spot can be freely designed such as a square shape, a hexagonal shape, etc. in addition to a circular shape.

装置本体50に配置された制御部60には、レーザ光源51、エイミング光源52、出力センサ54、駆動ユニット43、47及びレーザ照射のトリガ信号を入力するフットスイッチ8、コントローラ61、等が接続されている。制御部60によってレーザ光の出力、持続時間やエイミング光のオン、オフの切換えの制御が行われる。コントローラ61にはレーザ光のスポットサイズを変更するためのスイッチ61a、レーザ光の照射範囲(マルチスポットの全体の大きさ)を設定するためのスイッチ61bの他、レーザ光の出力(エネルギ量)や照射時間等の手術パラメータを設定するスイッチ、照明光量を調整するスイッチ等の各種スイッチが設けられている。また、コントローラ61には、各種スイッチによって設定された手術条件を表示するためのディスプレイ(表示器)64が設けられている。制御部60は、コントローラ61によるパラメータの設定に基づいて、レーザ光源51のレーザ光の出射条件、スポットサイズ等を変更するための駆動ユニット43、47の駆動を制御する。   Connected to the control unit 60 disposed in the apparatus main body 50 are a laser light source 51, an aiming light source 52, an output sensor 54, drive units 43 and 47, a foot switch 8 for inputting a laser irradiation trigger signal, a controller 61, and the like. ing. The controller 60 controls the output of the laser beam, the duration, and the on / off switching of the aiming beam. The controller 61 has a switch 61a for changing the spot size of the laser beam, a switch 61b for setting the irradiation range of the laser beam (the overall size of the multi-spot), an output (energy amount) of the laser beam, Various switches such as a switch for setting a surgical parameter such as an irradiation time and a switch for adjusting the amount of illumination light are provided. Further, the controller 61 is provided with a display (display device) 64 for displaying surgical conditions set by various switches. The control unit 60 controls driving of the drive units 43 and 47 for changing the laser light emission conditions, the spot size, and the like of the laser light source 51 based on the parameter setting by the controller 61.

次に、ターゲット面に照射されるスポットのサイズ及び照射範囲を変える原理を説明する。図3は、レーザデリバリ光学系40が持つ主要な光学部材の構成図である。図3において、第1ズーム光学系41により変えられる倍率(すなわち、凸レンズ42aが移動されることにより変えられる倍率)をβ1、第2ズーム光学系45により変えられる倍率(すなわち、凹レンズ46bが移動されることにより変えられる倍率)をβ4、凹レンズ42bの焦点距離をf2、凸レンズ46aの焦点距離をf3とする。ここで、第2ズーム光学系45による倍率β4=1としたとき、ターゲット面FOに形成されるスポットサイズの倍率Mと第1ズーム光学系41による倍率をβ1との間には次の関係がある。なお、下記の式において、Cは投影レンズ25によって決定される倍率(定数)である。   Next, the principle of changing the size and irradiation range of the spot irradiated on the target surface will be described. FIG. 3 is a configuration diagram of main optical members of the laser delivery optical system 40. In FIG. 3, the magnification that can be changed by the first zoom optical system 41 (ie, the magnification that can be changed by moving the convex lens 42a) is β1, and the magnification that can be changed by the second zoom optical system 45 (ie, the concave lens 46b can be moved). Β4, the focal length of the concave lens 42b is f2, and the focal length of the convex lens 46a is f3. Here, when the magnification β4 = 1 by the second zoom optical system 45 is set, the following relationship exists between the magnification M of the spot size formed on the target surface FO and the magnification by the first zoom optical system 41 to β1. is there. In the following equation, C is a magnification (constant) determined by the projection lens 25.

DOE44により分岐された回折光により、例えば、図5(a)のように、同一サイズで同一形状の9個のスポットSがターゲット面に形成される。このとき、凹レンズ42bの焦点距離f2、凸レンズ46aの焦点距離f3は固定であるので、各スポットSの倍率Mは、第1ズーム光学系41による倍率β1によって決定される。そして、第2ズーム光学系45による倍率β4が変えられる場合には、各スポットSの倍率Mは次式で演算される。
つまり、第2ズーム光学系45による倍率β4が変えられた場合には、スポットSの倍率Mは、第1ズーム光学系41による倍率β1と第2ズーム光学系45による倍率β4の両方によって決定される。例えば、スポットサイズを変えずに全体の照射範囲のみを変更する場合は、スポットの倍率Mが一定となるように、第2ズーム光学系45による倍率β4に応じて第1ズーム光学系41による倍率β1が調節されることになる。
Due to the diffracted light branched by the DOE 44, for example, as shown in FIG. 5A, nine spots S having the same size and the same shape are formed on the target surface. At this time, since the focal length f2 of the concave lens 42b and the focal length f3 of the convex lens 46a are fixed, the magnification M of each spot S is determined by the magnification β1 of the first zoom optical system 41. When the magnification β4 by the second zoom optical system 45 is changed, the magnification M of each spot S is calculated by the following equation.
That is, when the magnification β4 by the second zoom optical system 45 is changed, the magnification M of the spot S is determined by both the magnification β1 by the first zoom optical system 41 and the magnification β4 by the second zoom optical system 45. The For example, when only the entire irradiation range is changed without changing the spot size, the magnification by the first zoom optical system 41 according to the magnification β4 by the second zoom optical system 45 so that the spot magnification M is constant. β1 will be regulated.

また、図4に示されるように、凸レンズ46aは、凸レンズ46aの焦点面Aに、光源像であるファイバ30の出射端面31aの拡大像を形成する。DOE44が凹レンズ42bと凸レンズ46aとの間に配置されているとき、凸レンズ46aの焦点面AにDOE44の回折角に応じて複数のスポットが形成される。DOE44のある一つの回折角をθとすると、回折角θにより焦点面Aに形成される1つのスポットの光軸L1からの距離dは、
として表わされる。DOE44が複数の回折角θを持つように設計することにより、焦点面Aに回折角θに応じた複数のスポットが形成されることになる。
As shown in FIG. 4, the convex lens 46a forms an enlarged image of the emission end face 31a of the fiber 30 as a light source image on the focal plane A of the convex lens 46a. When the DOE 44 is disposed between the concave lens 42b and the convex lens 46a, a plurality of spots are formed on the focal plane A of the convex lens 46a according to the diffraction angle of the DOE 44. When a certain diffraction angle of the DOE 44 is θ, the distance d from the optical axis L1 of one spot formed on the focal plane A by the diffraction angle θ is
Is represented as By designing the DOE 44 so as to have a plurality of diffraction angles θ, a plurality of spots corresponding to the diffraction angles θ are formed on the focal plane A.

第2ズーム光学系45の凸レンズ46aは、凸レンズ46aの焦点面Aに形成されたマルチスポットを拡大する役割を果たす。凸レンズ46aはターゲット面FOにピントが合うように、凹レンズ46bと連動して移動される。凸レンズ46aの焦点面Aに形成されるスポット間隔をdとしたとき、ターゲット面FOでのスポット間隔Dと第2ズーム光学系45による倍率β4との間には、以下の関係が成立する。
すなわち、スポット間隔Dは第2ズーム光学系45による倍率β4によって決定される。
The convex lens 46a of the second zoom optical system 45 serves to expand the multi-spot formed on the focal plane A of the convex lens 46a. The convex lens 46a is moved in conjunction with the concave lens 46b so that the target surface FO is in focus. When the spot interval formed on the focal plane A of the convex lens 46 a is d, the following relationship is established between the spot interval D on the target surface FO and the magnification β4 by the second zoom optical system 45.
That is, the spot interval D is determined by the magnification β4 by the second zoom optical system 45.

図5は、ターゲット面FOでのスポットサイズφを変えずに、スポット間隔Dのみを変更する場合の説明図である。図5(a)は、ターゲット面FOに形成された9個のマルチスポットを示したものである。例えば、倍率β1=1、倍率β4=1の場合に、スポットサイズφがφ1=50μmであり、等間隔のスポット間隔DがD1=100μmとする。   FIG. 5 is an explanatory diagram in the case of changing only the spot interval D without changing the spot size φ on the target surface FO. FIG. 5A shows nine multi-spots formed on the target surface FO. For example, when the magnification β1 = 1 and the magnification β4 = 1, the spot size φ is φ1 = 50 μm, and the equally spaced spot intervals D are D1 = 100 μm.

図5(b)は、スポットサイズφ1=50μmのままで、スポット間隔Dを図5(a)の2倍のD2=200μmにする場合である。この場合、第2ズーム光学系45の倍率β4を増加する(2倍にする)ことによって、図5(a)に対してスポット間隔Dも拡大される(2倍にされる)。しかし、倍率β4が増加されると、各スポットSのサイズφも拡大されることになる。そのため、スポットサイズφの倍率Mが一定となるように、第1ズーム光学系41による倍率β1が調整される。すなわち、この例では、倍率β4=2に設定され、倍率β1=0.5に調節される。   FIG. 5B shows a case where the spot size φ1 remains 50 μm and the spot interval D is set to D2 = 200 μm, which is twice that of FIG. In this case, by increasing (doubled) the magnification β4 of the second zoom optical system 45, the spot interval D is also expanded (doubled) with respect to FIG. However, when the magnification β4 is increased, the size φ of each spot S is also enlarged. Therefore, the magnification β1 by the first zoom optical system 41 is adjusted so that the magnification M of the spot size φ is constant. That is, in this example, the magnification β4 = 2 is set and the magnification β1 = 0.5 is adjusted.

図5(c)は、スポットサイズφ1=50μmのままで、スポット間隔Dを図5(a)の2倍のD3=300μmにする場合である。この場合、倍率β4=3に設定され、倍率β1=1/3に調節される。   FIG. 5C shows the case where the spot size φ1 remains 50 μm and the spot interval D is set to D3 = 300 μm, which is twice that of FIG. In this case, the magnification β4 = 3 is set and the magnification β1 = 1/3 is adjusted.

これらの例のように、スポットサイズφを一定としたままで、スポット間隔Dのみを変更する場合には、スポット間隔Dの拡大(縮小)に応じて第2ズーム光学系45による倍率β4を変更すると共に、スポットサイズφの倍率Mが一定となるように、倍率β4に応じて第1ズーム光学系41による倍率β1も変えられる。   As in these examples, when only the spot interval D is changed while the spot size φ is kept constant, the magnification β4 by the second zoom optical system 45 is changed according to the enlargement (reduction) of the spot interval D. At the same time, the magnification β1 by the first zoom optical system 41 is also changed according to the magnification β4 so that the magnification M of the spot size φ is constant.

図6は、ターゲット面FOに形成されるスポット間隔Dを変えずに、スポットサイズφを変更する場合の説明図である。図6(a)は、図5(c)と同じく、スポットサイズφがφ1=50μmであり、スポット間隔DがD3=300μmの場合である。この場合、倍率β1=1/3、倍率β4=3である。   FIG. 6 is an explanatory diagram when the spot size φ is changed without changing the spot interval D formed on the target surface FO. FIG. 6A shows a case where the spot size φ is φ1 = 50 μm and the spot interval D is D3 = 300 μm, as in FIG. 5C. In this case, the magnification β1 = 1/3 and the magnification β4 = 3.

図6(b)は、図6(a)に対して、スポット間隔DがD3=300μmのまま、スポットサイズφをφ2=100μmに変更する場合である。この場合、第1ズーム光学系41による倍率β1は図6(a)のスポットサイズφ1が2倍となるように、β1=2/3に設定され、第2ズーム光学系45による倍率β4は図6(a)と同じくβ4=3のままとされる。図6(c)は、図6(a)に対して、スポット間隔DがD3=300μmのまま、スポットサイズφをφ3=200μmに変更する場合である。この場合、第1ズーム光学系41による倍率β1は、図6(a)のスポットサイズφ1が4倍となるように、β1=4/3に設定され、第2ズーム光学系45による倍率β4は図6(a)と同じくβ4=3のままとされる。   FIG. 6B shows a case in which the spot size φ is changed to φ2 = 100 μm while the spot interval D remains D3 = 300 μm with respect to FIG. In this case, the magnification β1 by the first zoom optical system 41 is set to β1 = 2/3 so that the spot size φ1 in FIG. 6A is doubled, and the magnification β4 by the second zoom optical system 45 is As in 6 (a), β4 = 3 is maintained. FIG. 6C shows a case in which the spot size φ is changed to φ3 = 200 μm while the spot interval D remains D3 = 300 μm, compared to FIG. In this case, the magnification β1 by the first zoom optical system 41 is set to β1 = 4/3 so that the spot size φ1 in FIG. 6A is four times, and the magnification β4 by the second zoom optical system 45 is As in FIG. 6A, β4 = 3 is maintained.

これらの例のように、スポット間隔Dを固定したまま、スポットサイズφのみを変更する場合には、倍率β4は変更されずに、倍率β1のみが変更されることになる。また、ディスプレイ(表示器)64にスポットサイズφが表示されるときには、スポットサイズφが倍率β1及び倍率β4に基づいて制御部60により演算される。   As in these examples, when only the spot size φ is changed while the spot interval D is fixed, only the magnification β1 is changed without changing the magnification β4. Further, when the spot size φ is displayed on the display (display) 64, the spot size φ is calculated by the control unit 60 based on the magnification β1 and the magnification β4.

次に、レーザ治療装置の手術時の動作を説明する。ここでは、眼底の光凝固治療を行う場合を説明する。術者は、光凝固治療に際して、コントローラ61の図示なき各種スイッチにて、レーザ光の照射時間、出力等を決定する。照射時間および出力もディスプレイ64に表示される。ディスプレイ64に表示されるレーザ出力は、全体のレーザ出力の値が表示されると共に、術者の経験が生かされるように、1スポット当たりの出力としても表示される。例えば、1個のスポットのレーザ出力が0.1Wに設定されると、制御部60はDOE44により分岐される回折光の数(スポット数)に基づき、全体のレーザ出力が0.9Wになるように、レーザ光源51を駆動する。   Next, the operation | movement at the time of the surgery of a laser treatment apparatus is demonstrated. Here, the case where the photocoagulation treatment of the fundus is performed will be described. During the photocoagulation treatment, the operator determines the irradiation time, output, and the like of the laser light with various switches (not shown) of the controller 61. The irradiation time and output are also displayed on the display 64. The laser output displayed on the display 64 is displayed as an output per spot so as to display the entire laser output value and to make use of the operator's experience. For example, when the laser output of one spot is set to 0.1 W, the control unit 60 sets the overall laser output to 0.9 W based on the number of diffracted lights (number of spots) branched by the DOE 44. In addition, the laser light source 51 is driven.

また、術者は、スポットサイズ変更用のスイッチ61aによりスポットサイズφを設定すると共に、スイッチ61bによりスポット間隔D(これは、レーザ光の照射範囲である9個のスポットSの範囲としても良い)を設定する。スポットサイズφ及びスポット間隔Dは、ディスプレイ64に表示される。スポット間隔Dが設定されると、制御部60はスポット間隔Dの設定信号に基づいて倍率β4を決定し、駆動ユニット47を制御して第2ズーム光学系45を駆動する。また、制御部60は、第2ズーム光学系45の駆動情報(倍率β4)とスポットサイズφの設定信号とに基づいて第1ズーム光学系41による倍率β1を決定し、設定値のスポットサイズφとなるように駆動ユニット43を制御して第1ズーム光学系41を駆動する。例えば、前述の図5、図6の条件において、スポット間隔Dが300μmの場合には第2ズーム光学系45による倍率β4=3に設定され、スポットサイズφが200μmに設定された場合には第1ズーム光学系41による倍率β1=4/3が決定される。   In addition, the operator sets the spot size φ by the switch 61a for changing the spot size, and the spot interval D by the switch 61b (this may be a range of nine spots S that is the irradiation range of the laser light). Set. The spot size φ and the spot interval D are displayed on the display 64. When the spot interval D is set, the control unit 60 determines the magnification β4 based on the setting signal of the spot interval D and controls the drive unit 47 to drive the second zoom optical system 45. Further, the control unit 60 determines the magnification β1 by the first zoom optical system 41 based on the driving information (magnification β4) of the second zoom optical system 45 and the setting signal of the spot size φ, and sets the spot size φ of the set value. The drive unit 43 is controlled so that the first zoom optical system 41 is driven. For example, in the above-described conditions of FIGS. 5 and 6, when the spot interval D is 300 μm, the magnification β4 = 3 by the second zoom optical system 45 is set, and when the spot size φ is set to 200 μm, The magnification β1 = 4/3 by the one zoom optical system 41 is determined.

術者は、照明光学系20からの照明光によって照らされた眼底の患部を観察光学系10により観察する。エイミング光源52が点灯されると、エイミング光源52からのエイミング光は、ファイバ30によりレーザデリバリ光学系40に導かれ、第1ズーム光学系41、DOE44、第2ズーム光学系45、投影レンズ25を通過することにより、図5に示したような9個のマルチスポットに形成される。エイミング光は、レーザ光と同軸にされるので、コントローラ61で設定されたスポットサイズ及びスポット間隔を持つように眼底に照射される。術者は、眼底に照射されたエイミング光の9個のマルチスポットを観察し、ジョイスティック5等を操作してスリットランプ1及びレーザデリバリ光学系40を移動して患部に照準を合わせる。患部に照射されたエイミング光のマルチスポットの観察により、9個のスポット間隔Dを変更させる場合には、術者はスイッチ61bを操作する。制御部60は、スポット間隔Dの変更に応じて第2ズーム光学系45による倍率β4を決定して凸レンズ46a及び凹レンズ46bを移動させると共に、スポットサイズφの設定値を維持するように、倍率β4に応じて第1ズーム光学系41による倍率β1を決定し、凸レンズ42a及び凹レンズ42bを移動させる。   The surgeon observes the affected part of the fundus illuminated by the illumination light from the illumination optical system 20 with the observation optical system 10. When the aiming light source 52 is turned on, the aiming light from the aiming light source 52 is guided to the laser delivery optical system 40 through the fiber 30, and the first zoom optical system 41, the DOE 44, the second zoom optical system 45, and the projection lens 25 are passed through. By passing, nine multi-spots as shown in FIG. 5 are formed. Since the aiming light is coaxial with the laser light, the fundus is irradiated so as to have the spot size and the spot interval set by the controller 61. The surgeon observes nine multi-spots of aiming light irradiated on the fundus and operates the joystick 5 and the like to move the slit lamp 1 and the laser delivery optical system 40 so as to aim the affected part. When changing the nine spot intervals D by observing multi-spots of aiming light irradiated to the affected area, the operator operates the switch 61b. The controller 60 determines the magnification β4 by the second zoom optical system 45 according to the change of the spot interval D, moves the convex lens 46a and the concave lens 46b, and maintains the set value of the spot size φ so as to maintain the set value of the spot size φ. Accordingly, the magnification β1 by the first zoom optical system 41 is determined, and the convex lens 42a and the concave lens 42b are moved.

エイミング光により形成された9個のスポットを観察し、患部への照準合わせが完了したら、フットスイッチ8を使用してレーザ照射を行う。フットスイッチ8からレーザ照射のトリガ信号が入力されると、制御部60はレーザ光源51を駆動してレーザ光を出射させる。レーザ光源51からのレーザ光は光ファイバ30によりデリバリ光学系40に導かれ、第1ズーム光学系41、DOE44、第2ズーム光学系45、投影レンズ25を通過し、9個に分割されたスポットのレーザ光が、設定された照射時間で眼底に一度に照射される。これにより、9個の凝固班が同時に形成される。網膜性光凝固のように多数の凝固班を形成する治療に際しては、9個のスポットのレーザ光が一度に眼底に照射されるため、術者の位置合わせの手間の軽減及び治療時間の短縮を図ることができる。また、1スポット毎のレーザ照射を行っていたときと同じ照射時間及びレーザ出力の条件での治療が可能となるため、術者の経験を生かした適切な治療を行うことができる。   Nine spots formed by the aiming light are observed, and when the aiming on the affected area is completed, the foot switch 8 is used to perform laser irradiation. When a laser irradiation trigger signal is input from the foot switch 8, the control unit 60 drives the laser light source 51 to emit laser light. The laser light from the laser light source 51 is guided to the delivery optical system 40 by the optical fiber 30 and passes through the first zoom optical system 41, the DOE 44, the second zoom optical system 45, and the projection lens 25, and is divided into nine spots. Is irradiated onto the fundus at a time for the set irradiation time. As a result, nine coagulation spots are formed simultaneously. In the treatment of forming many coagulation spots such as retinal photocoagulation, the laser beam of 9 spots is irradiated onto the fundus at a time, reducing the operator's alignment effort and shortening the treatment time. Can be planned. In addition, since it is possible to perform treatment under the same irradiation time and laser output conditions as when performing laser irradiation for each spot, it is possible to perform appropriate treatment utilizing the experience of the operator.

以上の実施形態では、9個のスポットを格子状に配列したパターンを形成するDOE44を使用した例を説明したが、マルチスポットの配列パターンの形成を異にするDOEを複数用意し、マルチスポットの照射パターンを選択可能にすると、患部の状態に応じてより適切な治療が可能になる。   In the above embodiment, an example in which the DOE 44 that forms a pattern in which nine spots are arranged in a grid pattern has been described. However, a plurality of DOEs that differ in the formation of a multi-spot arrangement pattern are prepared. If the irradiation pattern can be selected, more appropriate treatment can be performed according to the state of the affected area.

図7は、マルチスポットの配列パターンを選択可能にする構成例である。ターレット板100の同一円周上には、異なるマルチスポットのパターンを形成するためのDOE101a,101b,101c,101d,101e及び開口102が配置されている。図2のDOE44に代えて、ターレット板100がモータ等から構成される回転ユニット103により回転されることによって、DOE101a〜101e及び開口102の何れかが、レーザデリバリ光学系40の第1ズーム光学系41と第2ズーム光学系45との間の光路に配置される。回転ユニット103は、コントローラ61に設けられた選択スイッチの信号に基づいて制御部60により駆動される。なお、術者がターレット板100を手動で回転させることにより、所望のパターンを持つDOE101a,101b,101c,101d,101eが切換えられる構成も可能である。   FIG. 7 is a configuration example that enables selection of an array pattern of multi-spots. On the same circumference of the turret plate 100, DOEs 101a, 101b, 101c, 101d, 101e and openings 102 for forming different multi-spot patterns are arranged. Instead of the DOE 44 in FIG. 2, the turret plate 100 is rotated by a rotating unit 103 configured by a motor or the like, so that one of the DOEs 101 a to 101 e and the opening 102 is the first zoom optical system of the laser delivery optical system 40. 41 and the second zoom optical system 45. The rotation unit 103 is driven by the control unit 60 based on a signal of a selection switch provided in the controller 61. A configuration in which the DOEs 101a, 101b, 101c, 101d, and 101e having a desired pattern can be switched by manually rotating the turret plate 100 by the surgeon is also possible.

また、DOE101a〜101eはそれぞれ回転可能に各ホルダ104a〜104eによってターレット板100に保持されている。各ホルダ104a〜104eは、太陽ギヤ105がモータ106により回転されることにより、連動して回転される。レーザデリバリ光学系40の光軸上に配置されたDOE101a〜101eが光軸回りに回転されることにより、患者眼に照射されるマルチスポットのパターンも回転される。モータ106は、コントローラ61に設けられた回転角度指定のスイッチの信号に基づき、制御部60により駆動される。なお、各DOE101a〜101eの光軸回りの回転についても、術者が各DOE又は太陽ギヤ105を手動で回転させることにより、マルチスポットのパターンが回転される構成も可能である。   The DOEs 101a to 101e are rotatably held by the turret plate 100 by the holders 104a to 104e. The holders 104a to 104e are rotated in conjunction with each other when the sun gear 105 is rotated by the motor 106. When the DOEs 101a to 101e arranged on the optical axis of the laser delivery optical system 40 are rotated around the optical axis, the pattern of the multi-spot irradiated to the patient's eye is also rotated. The motor 106 is driven by the control unit 60 based on a signal from a switch for designating a rotation angle provided in the controller 61. As for the rotation of each of the DOEs 101a to 101e around the optical axis, a multi-spot pattern can be rotated by manually rotating the DOE or the sun gear 105 by the operator.

図8は、DOE101a〜101eにより形成されるマルチスポットのパターンの例である。図8(a)は、マルチスポットが格子状に配列されるパターンであり、図8(b)はマルチスポットが円環状に配列されるパターンであり、図8(c)はマルチスポットが三角形状に配列されるパターンであり、図8(d)はマルチスポットが扇状に配列されるパターンであり、図8(e)はマルチスポットがライン状に配列されるパターンである。図8(b)の円環状のパターンでは、例えば、眼底の黄班を避け、黄班の周りを全体的に光凝固する場合に都合が良い。図8(d)の扇状のパターンは、黄班の周りを部分的に光凝固する場合に都合が良く、DOE101dが光軸回りに回転されることにより、扇状のパターンも任意の方向に回転される。図8(c)の三角形状パターン及び図8(e)のライン状パターンにおいても、それぞれのDOE101c、101eが光軸回りに回転されることにより、マルチスポットの配列パターンが回転される。開口102が光路に配置されたときには(すなわち、DOEが光路から脱出されたときには)、レーザデリバリ光学系40からのレーザ光はシングルスポットに形成され、従来装置と同じく、シングルスポットでの治療も可能にされる。なお、前述の図2におけるDOE44を持つ構成においても、DOE44を移動機構により光路に選択的に挿入及び脱出可能にすることにより、シングルスポットを選択することも可能となる、   FIG. 8 is an example of a multi-spot pattern formed by the DOEs 101a to 101e. FIG. 8A shows a pattern in which multi-spots are arranged in a lattice pattern, FIG. 8B shows a pattern in which multi-spots are arranged in an annular shape, and FIG. 8C shows a multi-spot in a triangular shape. FIG. 8D shows a pattern in which multi-spots are arranged in a fan shape, and FIG. 8E shows a pattern in which multi-spots are arranged in a line. The annular pattern in FIG. 8B is convenient when, for example, avoiding macula on the fundus and photocoagulating the entire area around the macula. The fan-shaped pattern in FIG. 8 (d) is convenient when partially photocoagulating around the macula. By rotating the DOE 101d around the optical axis, the fan-shaped pattern is also rotated in an arbitrary direction. The Also in the triangular pattern in FIG. 8C and the line pattern in FIG. 8E, the multi-spot array pattern is rotated by rotating the respective DOEs 101c and 101e around the optical axis. When the aperture 102 is placed in the optical path (that is, when the DOE escapes from the optical path), the laser light from the laser delivery optical system 40 is formed in a single spot, and treatment with a single spot is possible as in the conventional apparatus. To be. In the configuration having the DOE 44 in FIG. 2 described above, it is also possible to select a single spot by enabling the DOE 44 to be selectively inserted into and removed from the optical path by the moving mechanism.

以上の方法では、スポット径及び照射範囲の変更に際して、第1ズーム光学系41及び第2ズーム光学系45が電動駆動される構成としたが、回転ノブ等を術者が操作することにより、第1ズーム光学系41及び第2ズーム光学系45が手動で移動される構成であっても良い。この場合には、第1ズーム光学系41及び第2ズーム光学系45が持つ各レンズの移動位置、又は回転ノブの操作位置を検知するセンサを設けることにより、第1ズーム光学系41及び第2ズーム光学系45による倍率をそれぞれ検知し、その倍率の検知に基づいてスポットサイズφ及びスポット間隔D(又は照射範囲)の情報がディスプレイ64に表示される構成とすると良い。これにより、術者はスポットサイズφ及びスポット間隔Dを確認しながら、適切なレーザ照射を行える。   In the above method, the first zoom optical system 41 and the second zoom optical system 45 are electrically driven when changing the spot diameter and the irradiation range. However, when the operator operates the rotary knob or the like, The first zoom optical system 41 and the second zoom optical system 45 may be manually moved. In this case, the first zoom optical system 41 and the second zoom optical system 41 and the second zoom optical system 45 are provided with a sensor for detecting the movement position of each lens or the operation position of the rotary knob. The zoom optical system 45 may be configured to detect magnifications, and information on the spot size φ and the spot interval D (or irradiation range) may be displayed on the display 64 based on the detection of the magnifications. Thus, the surgeon can perform appropriate laser irradiation while confirming the spot size φ and the spot interval D.

また、図2の実施形態では、レーザ光源51からのレーザ光がファイバ30によりにレーザデリバリ光学系40に導光される構成としたが、ファイバ30を介さずにレーザ光源51からのレーザ光が導かれる構成であっても良い。この場合、ファイバ30の出射端面の代わりに、レーザ光源51又はレンズ等によりリレーされた焦点面が第1ズーム光学系41の物面とされる。   In the embodiment of FIG. 2, the laser light from the laser light source 51 is guided to the laser delivery optical system 40 through the fiber 30, but the laser light from the laser light source 51 is not passed through the fiber 30. A guided configuration may be used. In this case, the focal plane relayed by the laser light source 51 or a lens or the like is used as the object plane of the first zoom optical system 41 instead of the emission end face of the fiber 30.

眼科用レーザ治療装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ophthalmic laser treatment apparatus. 光学系及び制御系の構成図である。It is a block diagram of an optical system and a control system. レーザデリバリ光学系が持つ主要な光学部材の構成図である。It is a block diagram of the main optical members which a laser delivery optical system has. 焦点面に形成されるスポットの光軸からの距離についての説明図である。It is explanatory drawing about the distance from the optical axis of the spot formed in a focal plane. スポットサイズを変えずにスポット間隔のみを変更する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of changing only a spot space | interval, without changing spot size. スポット間隔を変えずにスポットサイズを変更する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of changing a spot size, without changing a spot space | interval. マルチスポットの配列パターンを選択可能にする構成例である。It is a structural example which enables selection of the multi-spot arrangement pattern. マルチスポットのパターンの例である。It is an example of the pattern of a multi spot.

10 観察光学系
20 照明光学系
40 レーザデリバリ光学系
41 第1ズーム光学系
44 回折光学素子
45 第2ズーム光学系
51 レーザ光源
60 制御部
61 コントローラ
61a、61b スイッチ
64 ディスプレイ
100 ターレット板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Observation optical system 20 Illumination optical system 40 Laser delivery optical system 41 1st zoom optical system 44 Diffractive optical element 45 2nd zoom optical system 51 Laser light source 60 Control part 61 Controller 61a, 61b Switch 64 Display 100 Turret board

Claims (1)

レーザ光を患者眼に照射する眼科用レーザ治療装置において、
レーザ光源から出射されたレーザ光を患者眼のターゲット面で複数のスポットに形成するデリバリ光学系を備え、
前記デリバリ光学系は、
入射するレーザ光を所定パターンの複数の回折光に分岐する回折光学素子と、
該回折光学素子の前記レーザ光源側に配置され、前記ターゲット面におけるスポット間隔を変えずにスポットサイズを変える第1ズーム光学系と、
前記回折光学素子の前記ターゲット面側に配置され、前記ターゲット面でのスポット間隔およびスポットサイズを変える第2ズーム光学系と、
を備えることを特徴とする眼科用レーザ治療装置。
In an ophthalmic laser treatment apparatus that irradiates a patient's eye with laser light,
A delivery optical system for forming laser light emitted from a laser light source into a plurality of spots on a target surface of a patient's eye ;
The delivery optical system is:
A diffractive optical element that branches incident laser light into a plurality of diffracted lights of a predetermined pattern;
Disposed on the laser light source side of the diffraction optical element, a first zoom optical system to change the spot size without changing the spot spacing in the target surface,
A second zoom optical system that is disposed on the target surface side of the diffractive optical element and changes a spot interval and a spot size on the target surface;
An ophthalmic laser treatment apparatus comprising:
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